Analisa Aplikasi Peredam Getaran Dinamik Pada Model Setengah Mobil Empat Derajat Kebebasan Berbasis Respon Amplitudo

Transkripsi

1 Analisa Aplikasi Peredam Getaran Dinamik Pada Model Setengah Mobil Empat Derajat Kebebasan Berbasis Respon Amplitudo Apriyanto S Pembimbing : Ir. Jerri Susatio, M.T

2 Latar Belakang Kenyamanan Berkendara Peredam Getaran Dinamik ( Dynamic Vibration Absorber ) Pemodelan Setengah Mobil ( Half-Car Modelling )

3 Perumusan Masalah Bagaimana mencari nilai parameter yang sesuai untuk peredam getaran dinamik yang digunakan. Apakah peredam getaran dinamik dapat digunakan dan memperbaiki respon mobil dengan sistem suspensi pasif.

4 Batasan Masalah Perangkat lunak yang digunakan adalah Matlab R29b. Dimensi ban mobil diabaikan. Nilai konstanta k dan c linear untuk semua interval perpindahan dan kecepatan.

5 Tujuan Mencari nilai parameter yang sesuai untuk peredam getaran dinamik yang digunakan. Mengetahui respon dari mobil dengan peredam getaran dinamik

6 Manfaat Menganalisa respon dari pemodelan setengah mobil dengan peredam getaran dinamik yang relatif lebih murah dibandingkan dengan penggunaan sistem suspensi aktif. Bila respon mobil dapat diperbaiki, maka dapat dikembangkan perancangan dari sistem peredam ini.

7 Teori Penunjang (1) Sistem 1 DOF

8 Teori Penunjang (2) Peredam Getaran Dinamik

9 Teori Penunjang (3) Persamaan di atas dapat dinyatakan dalam bentuk matrix

10 Teori Penunjang (4) Pemodelan Setengah Mobil

11 Teori Penunjang (5) Dengan konstrain : Dan :

12 Teori Penunjang (6) Dalam bentuk Matrix M l b m c l I c l m 2a l a m c l I c l m 2b C c a l a c a c a c a l a c a c a c b l b c b c b c b l b c b c b

13 Teori Penunjang (7) K k a l a k a k a k a l a k a k a + k 2a k b l b k b k b k b l b k b k b + k 2b U k 2a w a k 2b w b x x 1a x 2a x 1b x 2b

14 Teori Penunjang (8) State Space Modelling Dimana : A : state matrix x : state vector B : input matrix u : input vector y : output vector C : output matrix D : direct transmission matrix

15 Metodologi Penelitian (1) cda cdb kda mda kdb mdb

16 Metodologi Penelitian (2) Parameter Model Pasif Subjek Variabel Nilai Massa(kg) m c 43 m 2a 3 m 2b 25 MomenInersia(kg.m 2 ) Ic 6 Kekakuan(N/m) ka 1 kb 2/3 k2a 152 k2b 152 Redaman(N.s/m) c a 2/3 c b 4 Jangkauanmobil(m) l a.871 l b 1.469

17 Metodologi Penelitian (3) Perancangan Simulasi Model 1 Subyek Variabel Nilai Massa (kg) m 2a 2 m 2b 16 Pegas (N/m) k da 1 k db (2/3) Redaman (N.s/m) c da (2/3) c db 4

18 Metodologi Penelitian (4) Model 2 Subyek Variabel Nilai Massa (kg) m 2a 2 m 2b 16 Pegas (N/m) k da 1 k db 8 Redaman (N.s/m) c da 4 c db 32

19 Metodologi Penelitian (5) Model 3 Subyek Variabel Nilai Massa (kg) m 2a 3 m 2b 25 Pegas (N/m) k da 1 k db (2/3) Redaman (N.s/m) c da (2/3) c db 4

20 Metodologi Penelitian (6) Model 4 Subyek Variabel Nilai Massa (kg) m 2a 3 m 2b 25 Pegas (N/m) k da 1 k db 8 Redaman (N.s/m) c da 4 c db 32

21 Metodologi Penelitian (7) Pengambilan data Data diambil dari kedua model di atas setelah dikenai eksitasi dari jalan raya. Data yang diambil antara lain,,, dan,,.

22 Analisa Data (1) Settling time 2 % x c Maximum overshoot θ c Pasif.9 s.542 rad

23 Analisa Data (2) Model 1 Pasif Settling time 2 % x c 4.82 s.9 s Maximum overshoot θ c.558 rad.542 rad

24 Analisa Data (3) Model 2 Pasif Settling time 2 % x c 4.2 s.9 s Maximum overshoot θ c.557 rad.542 rad

25 Analisa Data (4) Model 3 Pasif Settling time 2 % x c 4.82 s.9 s Maximum overshoot θ c.555 rad.542 rad

26 Analisa Data (5) Model 4 Pasif Settling time 2 % x c 4.21 s.9 s Maximum overshoot θ c.553 rad.542 rad

27 Analisa Data (6) Xc Respon Amplitudo Sistem dengan Eksitasi Sinyal Sinusoidal.6356 m (93.61%) m/s (93.71%) 7241 m/s 2 (7.78%).2353 rad (87.37%).5839 rad/s (87.1%) 4521 rad/s 2 (71.89%) x 1a.674 m (93.49%) x 1b.7195 m (91.32%) Model 1 Model 2 Model 3 Model 4 Pasif.6358 m (93.64%) m/s (93.71%) 8522 m/s 2 (83.3%).2315 rad (85.96%).5738 rad/s (85.5%) 5141 rad/s 2 (81.75%).6671 m (93.3%).728 m (91.48%).616 m (88.6%) 1.58 m/s (88.71%) 7667 m/s 2 (74.95%).2188 rad (81.25%).5421 rad/s (8.78%) 4872 rad/s 2 (77.47%).6359 m (88.68%).6745 m (85.61%).5995 m (88.29%) 1.52 m/s (88.35%) 912 m/s 2 (88.97%).2134 rad (79.24%).5281 rad/s (78.69%) 5696 rad/s 2 (9.57%).63 m (87.85%).6728 m (85.39%).679 m rms 1.7 m/s rms 123 m/s 2 rms.2693 rad rms.6711 rad/s rms 6289 rad/s 2 rms.7171 m rms.7879 m rms

28 Analisa Data (7) Xc Respon Amplitudo Sistem dengan Eksitasi Sinyal Acak (mean =, varians =.1).1929 m (94.74%) 3.74 m/s (94.8%) 5299 m/s 2 (1.8%).247 rad (13.2%) 3.17 rad/s (98.75%) 3346 rad/s 2 (1.9%) x 1a.371 m (1.33%) x 1b.2914 m (97.65%) Model 1 Model 2 Model 3 Model 4 Pasif.1927 m (94.65%) m/s (94.63%) 5298 m/s 2 (1.6%).264 rad (13.88%) rad/s (99.47%) 3345 rad/s 2 (1.6%).372 m (1.36%).295 m (98.86%).1884 m (92.53%) m/s (9.56%) 5299 m/s 2 (1.8%).218 rad (11.56%) 3.84 rad/s (96.7%) 3346 rad/s 2 (1.9%).327 m (98.89%).2844 m (95.31%).188 m 92.34% m/s 9.15% 5298 m/s 2 1.6%.229 rad 12.11% 3.93 rad/s 96.36% 3345 rad/s 2 1.6%.323 m 98.76%.287 m 96.18%.236 m rms 3.97 m/s rms 5295 m/s 2 rms.1987 rad rms 3.21 rad/s rms 3343 rad/s 2 rms.361 m rms.2984 m rms

29 Kesimpulan (1) Nilai parameter dari peredam getaran dinamik yang lebih sesuai untuk mobil adalah : Kda = 1 N/m Kdb = 8 N/m Cda = 4 N.s/m Cdb = 32 N.s/m mda = 3 kg mdb = 25 kg

30 Kesimpulan (2) Berdasarkan data hasil simulasi, tambahan peredam getaran dinamik dapat menghilangkan overshoot pada saat model terkena eksitasi sinyal step, menghasilkan nilai redaman makimum 11,71% pada amplitudo getaran bodi mobil pada profil jalan sinusoidal, dan nilai redaman maksimum 7,66% pada amplitudo getaran bodi mobil pada profil jalan yang tidak halus (diwakili oleh sinyal acak / random number).

31 Saran Mencari nilai dari parameter peredam getaran dinamik yang sesuai secara matematis sehingga menghasilkan sistem yang lebih stabil dan mempunyai prosentase redaman yang lebih besar. Mencari respon frekuensi dari sistem mobil dengan peredam getaran dinamik. Mencari variasi model peredam getaran dinamik yang dapat meningkatkan nilai prosentase redaman.

32 Daftar Pustaka Den Hartog, J.P Mechanical Vibrations Third Edition. USA : McGraw-Hill Book Company, Inc. Eşkinat, Eşref, Levent Öztürk. Vibration Absorbers as Controllers. Department of Mechanical Engineering, Boğaziçi University, Istanbul, Turkey. Gao, W., N. Zhang, H.P. Du. 27. A half car for dynamic analysis of vehicles with random parameter. 5 th Australasians Congress on Applied Mechanics. ACAM 27 Brisbane, Australia, 1-12 Desember 27. Huang, Chiou-Jye, Jung-Shan Lin, Chung-Cheng Chen. 29. Road-adaptive Algorithm Design of Half-car Active Suspension System. Expert System with Applications 37 (21) : Majewski, Tadeusz. 21. The Properties of A Dynamic Eliminator for Vehicle Vibrations. Mechanism and Machine Theory 45 (21) : Ogata, Katsuhiko. 24. System Dynamics Fourth Edition. New Jersey : Pearson Prentice Hall. Rao, Singiresu S Mechanical Vibrations Third Edition. Addison-Wesley Publishing Company, Inc. Yoshimura, T., dkk. Agustus Active Suspension of Passenger Cars Using Linear and Fuzzy-logic Controls. Control Engineering Practice 7 (1999):41-47.